Ogniwa można łączyć ze sobą zarówno szeregowo, jak i równolegle. W zależności od tego, co chcemy uzyskać, każde z tych rozwiązań ma inne zalety. Ważne aby łączone ogniwa:
- miały takie same parametry,
- były w tym samym wieku,
- zostały naładowane w tym samym stopniu
- były dobrze połączone mechanicznie dla wyrównania temperatur (dotyczy zwłaszcza połączenia równoległego)
Łączenie szeregowe ogniw zwiększa napięcie układu, ponieważ uzyskane napięcie jest sumą napięć każdego z ogniw. Pojemność zestawu, podawana w miliamperogodzinach [mAh], będzie taka sama jak pojedynczego ogniwa: pobieranie z takiego pakietu ogniw prądu o stałym natężeniu rozładuje je w tym samym czasie, co pojedyncze ogniwo. Maksymalny prąd rozładowania będzie taki sam, jak pojedynczego ogniwa. Rezystancja wewnętrzna tak uzyskanego pakietu wzrośnie, będzie w przybliżeniu sumą rezystancji poszczególnych ogniw.
Łączenie równoległe ogniw nie zmienia napięcia układu – będzie takie, jak na pojedynczym ogniwie. Pojemność pakietu będzie większa, ponieważ taki pakiet będzie mógł oddawać prąd o stałym natężeniu przez dłuższy czas niż pojedyncze ogniwo. Maksymalny prąd rozładowania wzrośnie, gdyż wszystkie ogniwa oddają prąd w tym samym czasie. Rezystancja wewnętrzna tak uzyskanego pakietu będzie mniejsza, w przybliżeniu równa wypadkowej rezystancji równoległego połączenia rezystancji wewnętrznych poszczególnych ogniw.
Łączyć w pakiety można zarówno ogniwa Li-Ion, jak i Li-Pol. W przypadku ogniw łączonych szeregowo, do ich prawidłowego ładowania potrzebna jest ładowarka z balanserem.
Ładowanie ogniw połączonych równolegle teoretycznie nie wymaga ich rozłączania. Wystarczy zwiększyć prąd ładowania (tutaj należy zachować ostrożność) lub lepiej zaczekać odpowiednio dłużej ładując prądem "jednego ogniwa".
Łączenie równolegle 2 ogniw litowych a prąd rozładowania.
Ogniwa litowe można łączyć równolegle dla uzyskania większego prądu rozładowania. Jeżeli pojedyncze ogniwo ma dopuszczalny prąd rozładowania wynoszący np. 1A, to z pakietu dwóch takich ogniw można pobierać maksymalnie 2A. Muszą jednak zostać spełnione warunki:
- ogniwa są bardzo podobne, a najlepiej identyczne. Warto by był to ten sam model, wtedy wiele parametrów będzie takich samych.
- oba ogniwa powinny być wyeksploatowane w tym samym stopniu, czyli nie powinno się łączyć ogniwa starego z nowym. Im starsze jest ogniwo, tym większa będzie jego rezystancja wewnętrzna, więc odda do obciążenia mniejszy prąd niż nowe.
- ogniwa powinny być naładowane w takim samym stopniu. W przeciwnym razie, ogniwo o wyższym napięciu zacznie w niekontrolowany sposób ładować swojego „słabszego kolegę”.
- temperatura ogniw powinna być możliwie zbliżona. Jeżeli tak nie będzie, ich rezystancje wewnętrzne nie będą takie same i zaczną oddawać prąd w niejednakowym stopniu. Najlepiej skleić je razem taśmą lub folią, by nagrzewały się i stygły w tym samym tempie.
Dla uzyskania wyższego prądu rozładowania, na przykład w e-papierosach czy w modelach lotniczych, lepiej łączyć ogniwa litowo-polimerowe (Li-Pol) niż litowo-jonowe Li-Ion. Mają one zdecydowanie większy dopuszczalny prąd rozładowania, rzędu kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu amperów.
Połączone równolegle ogniwa można ładować bez ich wcześniejszego rozłączania. Jeżeli mają te same parametry, to ładowarka powinna prawidłowo wykryć moment zakończenia procesu ładowania. Należy jedynie pamiętać, że czas ładowania może się wydłużyć dwukrotnie, jeżeli nie da się zwiększyć prądu ładowania.
Do łączenia ogniw najczęściej stosuje się zgrzewanie i blaszki o odpowiednim przekroju. Często lepiej kupić gotowy pakiet, pamiętajmy że ogniwa litowe dysponują dużymi prądami zwarciowymi, które mogą doprowadzić do poparzenia lub pożaru. Przeładowane ogniwo (zbyt duże napięcie na zaciskach ogniwa) lub przegrzane ogniwo może eksplodować lub zapalić się. Wiele ogniw posiada wbudowane zabezpieczenie termiczne, a niektóre elektroniczne zabezpieczenie przed przeładowaniem i niszczącym nadmiernym rozładowaniem.
Na koniec warto zastanowić się jak zmienia się pojemność wyrażona w Wh w przypadku połączenia równoległego i szeregowego.
Załóżmy, że mamy dwa ogniwa Li-Ion 2.2Ah 3.7V,
wyrażając pojemność ogniwa w Wh mnożymy 2.2Ah * 3.7V pojemność ogniwa to 8.14Wh.
Gdy połączymy ogniwa równolegle otrzymujemy pakiet 4.4Ah 3.7V czyli 16.28Wh.
Gdy połączymy ogniwa szeregowo otrzymujemy pakiet 2.2Ah 7.4V czyli 16.28Wh.
Wyrażanie pojemności w Wh jest często użyteczne.
- miały takie same parametry,
- były w tym samym wieku,
- zostały naładowane w tym samym stopniu
- były dobrze połączone mechanicznie dla wyrównania temperatur (dotyczy zwłaszcza połączenia równoległego)
Łączenie szeregowe ogniw zwiększa napięcie układu, ponieważ uzyskane napięcie jest sumą napięć każdego z ogniw. Pojemność zestawu, podawana w miliamperogodzinach [mAh], będzie taka sama jak pojedynczego ogniwa: pobieranie z takiego pakietu ogniw prądu o stałym natężeniu rozładuje je w tym samym czasie, co pojedyncze ogniwo. Maksymalny prąd rozładowania będzie taki sam, jak pojedynczego ogniwa. Rezystancja wewnętrzna tak uzyskanego pakietu wzrośnie, będzie w przybliżeniu sumą rezystancji poszczególnych ogniw.
Łączenie równoległe ogniw nie zmienia napięcia układu – będzie takie, jak na pojedynczym ogniwie. Pojemność pakietu będzie większa, ponieważ taki pakiet będzie mógł oddawać prąd o stałym natężeniu przez dłuższy czas niż pojedyncze ogniwo. Maksymalny prąd rozładowania wzrośnie, gdyż wszystkie ogniwa oddają prąd w tym samym czasie. Rezystancja wewnętrzna tak uzyskanego pakietu będzie mniejsza, w przybliżeniu równa wypadkowej rezystancji równoległego połączenia rezystancji wewnętrznych poszczególnych ogniw.
Łączyć w pakiety można zarówno ogniwa Li-Ion, jak i Li-Pol. W przypadku ogniw łączonych szeregowo, do ich prawidłowego ładowania potrzebna jest ładowarka z balanserem.
Ładowanie ogniw połączonych równolegle teoretycznie nie wymaga ich rozłączania. Wystarczy zwiększyć prąd ładowania (tutaj należy zachować ostrożność) lub lepiej zaczekać odpowiednio dłużej ładując prądem "jednego ogniwa".
Łączenie równolegle 2 ogniw litowych a prąd rozładowania.
Ogniwa litowe można łączyć równolegle dla uzyskania większego prądu rozładowania. Jeżeli pojedyncze ogniwo ma dopuszczalny prąd rozładowania wynoszący np. 1A, to z pakietu dwóch takich ogniw można pobierać maksymalnie 2A. Muszą jednak zostać spełnione warunki:
- ogniwa są bardzo podobne, a najlepiej identyczne. Warto by był to ten sam model, wtedy wiele parametrów będzie takich samych.
- oba ogniwa powinny być wyeksploatowane w tym samym stopniu, czyli nie powinno się łączyć ogniwa starego z nowym. Im starsze jest ogniwo, tym większa będzie jego rezystancja wewnętrzna, więc odda do obciążenia mniejszy prąd niż nowe.
- ogniwa powinny być naładowane w takim samym stopniu. W przeciwnym razie, ogniwo o wyższym napięciu zacznie w niekontrolowany sposób ładować swojego „słabszego kolegę”.
- temperatura ogniw powinna być możliwie zbliżona. Jeżeli tak nie będzie, ich rezystancje wewnętrzne nie będą takie same i zaczną oddawać prąd w niejednakowym stopniu. Najlepiej skleić je razem taśmą lub folią, by nagrzewały się i stygły w tym samym tempie.
Dla uzyskania wyższego prądu rozładowania, na przykład w e-papierosach czy w modelach lotniczych, lepiej łączyć ogniwa litowo-polimerowe (Li-Pol) niż litowo-jonowe Li-Ion. Mają one zdecydowanie większy dopuszczalny prąd rozładowania, rzędu kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu amperów.
Połączone równolegle ogniwa można ładować bez ich wcześniejszego rozłączania. Jeżeli mają te same parametry, to ładowarka powinna prawidłowo wykryć moment zakończenia procesu ładowania. Należy jedynie pamiętać, że czas ładowania może się wydłużyć dwukrotnie, jeżeli nie da się zwiększyć prądu ładowania.
Do łączenia ogniw najczęściej stosuje się zgrzewanie i blaszki o odpowiednim przekroju. Często lepiej kupić gotowy pakiet, pamiętajmy że ogniwa litowe dysponują dużymi prądami zwarciowymi, które mogą doprowadzić do poparzenia lub pożaru. Przeładowane ogniwo (zbyt duże napięcie na zaciskach ogniwa) lub przegrzane ogniwo może eksplodować lub zapalić się. Wiele ogniw posiada wbudowane zabezpieczenie termiczne, a niektóre elektroniczne zabezpieczenie przed przeładowaniem i niszczącym nadmiernym rozładowaniem.
Na koniec warto zastanowić się jak zmienia się pojemność wyrażona w Wh w przypadku połączenia równoległego i szeregowego.
Załóżmy, że mamy dwa ogniwa Li-Ion 2.2Ah 3.7V,
wyrażając pojemność ogniwa w Wh mnożymy 2.2Ah * 3.7V pojemność ogniwa to 8.14Wh.
Gdy połączymy ogniwa równolegle otrzymujemy pakiet 4.4Ah 3.7V czyli 16.28Wh.
Gdy połączymy ogniwa szeregowo otrzymujemy pakiet 2.2Ah 7.4V czyli 16.28Wh.
Wyrażanie pojemności w Wh jest często użyteczne.
Fajne? Ranking DIY
